(57)【要約】【課題】  インクジェットヘッドのシミュレーションモデルを容易に作成すること。【解決手段】  インクジェットヘッド１２の駆動信号を生成する駆動信号生成部１３と、前記駆動信号によりインクジェットヘッド１２を駆動してノズル液面のメニスカス位置を測定する測定器１５と、測定器１５によって測定されたメニスカス測定波形を保持する測定波形バッファ１６と、インクジェットヘッド１２を近似する特定の等価回路モデルを構成する素子のパラメータ値を順次設定できる特定の等価回路モデルを、前記駆動信号によりシミュレーションするシミュレータ１９と、前記メニスカス測定波形と前記シミュレーションの結果得られる前記特定の等価回路モデルの電流変動波形とを比較する比較部２０と、前記パラメータ値の複数の組を順次設定し、前記メニスカス測定波形と前記電流変動波形との差が最も小さくなるパラメータ値の組を最適パラメータとする制御部２２を有する。【選択図】  図２
2006218877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドを駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
前記駆動信号生成手段によって生成された前記駆動信号により前記インクジェットヘッドを駆動して、前記インクジェットヘッドのノズル液面のメニスカス位置を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された前記ノズル液面のメニスカス位置の変動を示すメニスカス測定波形を保持するバッファと、
前記インクジェットヘッドを近似する特定の等価回路モデルを構成する素子のパラメータ値を順次設定できる前記特定の等価回路モデルを前記駆動信号によりシミュレーションするシミュレート手段と、
前記バッファに保持された前記ノズル液面のメニスカス位置の変動を示す前記メニスカス測定波形と前記シミュレーションの結果得られる、前記特定の等価回路モデルのインピーダンスに流れる電流変動を示す電流変動波形とを比較する比較手段と、
前記パラメータ値の複数の組を順次設定し、前記比較手段により前記メニスカス測定波形と前記電流変動波形とを比較して、これらのふたつの波形の差が最も小さくなるパラメータ値の組を最適パラメータとして設定する制御手段と、
を有することを特徴とするインクジェットヘッドのシミュレーションモデル作成装置。
【請求項２】
前記比較手段が、所定のサンプリング期間における前記測定手段の測定結果である前記メニスカス測定波形と、前記シミュレート手段のシミュレーション結果である前記電流変動波形での、それぞれの特徴点を比較することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドのシミュレーションモデル作成装置。
【請求項３】
前記比較手段が、前記メニスカス位置を測定する前記測定手段で測定される前記メニスカス位置の変動を示す前記メニスカス測定波形と、前記シミュレート手段で得られる前記メニスカス位置の変動を示す前記電流変動波形での、前記メニスカス位置の最大値と最小値のそれぞれの差分及び時間差を用いることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドのシミュレーションモデル作成装置。
【請求項４】
前記最適パラメータを保持する最適パラメータ保持部を有し、
前記制御手段が、前記比較手段を制御して、前記測定手段により測定され前記バッファに保持された前記メニスカス測定波形と、前記シミュレート手段で得られた前記電流変動波形との、差分の最小二乗和を求めることにより得られたパラメータ値を、前記最適パラメータ保持部に格納することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドのシミュレーションモデル作成装置。
【請求項５】
前記特定の等価回路モデルは、MaxwellモデルあるいはVoigtモデルのいずれかを前記インクジェットヘッドの圧力室部分を少なくとも含む前記特定の等価回路モデルとすることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドのシミュレーションモデル作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シミュレーションモデル作成装置に係り、特に、インクジェットプリンタヘッド等のモデル化しにくい対象のシミュレーションモデルを作成できるシミュレーションモデル作成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタヘッドにおいては、インクは、圧力室に蓄積され圧力室の一部とされた加圧板が圧力室方向に変形することにより加圧室に圧力が加えられ圧力室に形成されたノズルより外部に射出される。このような、インクジェットプリンタヘッドの諸特性の向上には、圧力室の機械的なバネ特性の取得が不可欠とされている。
【０００３】
しかし、圧力室は、ヘッドの機構の一部として組み込まれているため、圧力室単体での特性の取得は困難であった。また、インクジェットプリンタヘッドなどでは、加圧板と圧力室との間に弾性部材を設け圧力室の力変換効率を向上しているものもあり、このようなものでは、弾性部材の可塑的性質により圧力室内の機械的バネ特性を取得するのが困難である。
【０００４】
このため、より良好なインクジェットプリンタヘッドを設計するために、圧力室のバネ特性を容易にモデル化できる装置が必要とされている。
【０００５】
図１０に一般のドロップオンデマンド方式のインクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッドの構成図を示す。図１０（Ａ）に示されるインクジェットヘッド５０は一部に開口部５１を有する圧力室５２が形成されたヘッド本体５３とヘッド本体５３の圧力室５２の開口部５１を閉蓋する加圧板５４、加圧板５４を変形させ圧力室５２を加圧する加圧装置５５とより構成される。
【０００６】
ヘッド本体５３には、インクを加圧する加圧室５２、インクタンクと接続され加圧室５２にインクを供給するためのインク供給口５６、加圧室５２に蓄積されたインクを外部に射出するノズル５７が一体的に形成されている。加圧室５２の一面は開口状態とされており、この加圧室５２の開口部５１には加圧板５４が取り付けられる。加圧板５４は、弾性を有する板材より構成されており、開口部５１を閉蓋するようにヘッド本体５３に固定される。
【０００７】
加圧板５４には、加圧板５４を矢印Ａ方向に変形させる加圧装置５５が圧着されている。加圧装置５５は、ピエゾ素子などよりなり、一面が加圧板５４に接着され、他面がヘッド本体５３に対して固定されている。加圧装置５５には、駆動信号が供給され、供給された駆動信号はピエゾ素子に印加される。ピエゾ素子は電圧が印加されると、矢印Ａ１方向に変形し、加圧板を矢印Ａ方向に変形させる。加圧板が矢印Ａ方向に変形すると、圧力室の容積が減少し、圧力室内の圧力が増加し、圧力室内に蓄積されたインクがノズルより外部に射出される。
【０００８】
図１０（Ａ）のインクジェットヘッドでは、加圧板はヘッド本体に固定されており、変形しにくいため、力変換効率が悪く、インクの射出量が大きくとれなかった。このため、図１０（Ｂ）に示すようにヘッド本体５３と加圧板５４との間にゴム材等の弾性部材５８を設けたインクジェットヘッド６０が提案されている。図１０（Ｂ）に示すインクジェットヘッド６０では、加圧板５４は、弾性部材５８を介して加圧板５４がヘッド本体５３に固定されるため、加圧板５４が比較的自由に変形でき、加圧板５４の変形量を大きくとれ、したがって、力変換効率を向上させることができる。
【０００９】
従来、図１０に示すようなインクジェットヘッドの設計を行う場合には、インクジェットヘッドの圧力室のモデル化が確立していないため、設計者の感によりインクジェットヘッドの各パラメータの設定を行っていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかるに、従来のインクジェットヘッドなどの設計や評価は、試作したヘッドの実測値により評価する必要があったため、インクジェットヘッドの圧力室のバネ特性を決定するパラメータを換えた場合などについての評価は行えず、インクジェットヘッドの設計や評価を効率よく行えないなどの問題点があった。
【００１１】
特に、図１０（Ｂ）に示されるインクジェットヘッドなどの場合、圧力室の一部として弾性部材が用いられるため、圧力室の機械的バネ特性によりヘッド全体の特性が決定されてしまうため、バネ特性のモデル化が不可欠とされている。本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、複雑なバネ特性も容易モデル化できるシミュレーションモデル作成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、インクジェットヘッドを駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、前記駆動信号生成手段によって生成された前記駆動信号により前記インクジェットヘッドを駆動して、前記インクジェットヘッドのノズル液面のメニスカス位置を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記ノズル液面のメニスカス位置の変動を示すメニスカス測定波形を保持するバッファと、前記インクジェットヘッドを近似する特定の等価回路モデルを構成する素子のパラメータ値を順次設定できる前記特定の等価回路モデルを前記駆動信号によりシミュレーションするシミュレート手段と、前記バッファに保持された前記ノズル液面のメニスカス位置の変動を示す前記メニスカス測定波形と前記シミュレーションの結果得られる、前記特定の等価回路モデルのインピーダンスに流れる電流変動を示す電流変動波形とを比較する比較手段と、前記パラメータ値の複数の組を順次設定し、前記比較手段により前記メニスカス測定波形と前記電流変動波形とを比較して、これらのふたつの波形の差が最も小さくなるパラメータ値の組を最適パラメータとして設定する制御手段と、を有することを特徴とするインクジェットヘッドのシミュレーションモデル作成装置を提供する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記比較手段が、所定のサンプリング期間における前記測定手段の測定結果である前記メニスカス測定波形と、前記シミュレート手段のシミュレーション結果である前記電流変動波形での、それぞれの特徴点を比較することを特徴とするインクジェットヘッドのシミュレーションモデル作成装置を提供する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記比較手段が、前記メニスカス位置を測定する前記測定手段で測定される前記メニスカス位置の変動を示す前記メニスカス測定波形と、前記シミュレート手段で得られる前記メニスカス位置の変動を示す前記電流変動波形での、前記メニスカス位置の最大値と最小値のそれぞれの差分及び時間差を用いることを特徴とするインクジェットヘッドのシミュレーションモデル作成装置を提供する。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記最適パラメータを保持する最適パラメータ保持部を有し、前記制御手段が、前記比較手段を制御して、前記測定手段により測定され前記バッファに保持された前記メニスカス測定波形と、前記シミュレート手段で得られた前記電流変動波形との、差分の最小二乗和を求めることにより得られたパラメータ値を、前記最適パラメータ保持部に格納することを特徴とするインクジェットヘッドのシミュレーションモデル作成装置を提供する。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記特定の等価回路モデルは、MaxwellモデルあるいはVoigtモデルのいずれかを前記インクジェットヘッドの圧力室部分を少なくとも含む前記特定の等価回路モデルとすることを特徴とするインクジェットヘッドのシミュレーションモデル作成装置を提供する。
【００１７】
図１に本発明の原理図を示す。駆動信号生成手段１は、モデル化対象を駆動する駆動信号を生成する。測定手段２は、前記モデル化対象の特徴となる特徴変位を測定する。
【００１８】
等価モデル記憶手段３は、前記モデル化対象の等価モデルを記憶する。パラメータ設定手段４は、前記等価回モデル記憶手段３に記憶された等価モデルの各パラメータの値を設定する。シミュレート手段５は、前記等価モデル記憶手段３に記憶された等価モデルに前記パラメータ設定手段４で設定されたパラメータを代入した等価モデルを前記駆動信号生成手段１で生成された駆動信号によりシミュレーションする。
【００１９】
比較手段６は、前記測定手段２により測定された前記モデル化対象の特徴変位と前記シミュレート手段５によるシミュレーションの結果得られる前記モデル化対象の変位とを比較し、前記パラメータ設定手段４のパラメータの設定を変更する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、インクジェットヘッドのシミュレーションモデルを容易に作成できる。
【００２１】
本発明では、モデル化対象に近似した等価モデルを生成し、生成した等価モデルを所定の駆動信号でシミュレーションして、そのシミュレーションの結果を同じ駆動信号により測定した実測値と比較し、その比較結果に応じて等価モデルのパラメータを設定しなおすことにより、実測値に近似した等価モデルを作成する。
【００２２】
また、本発明では、前記比較手段が、所定のサンプリング期間における前記測定手段の測定結果の波形及び前記シミュレート手段のシミュレート結果の波形のそれぞれの特徴点を比較する。所定のサンプリング期間における波形を比較することにより、過渡現象を加味した等価モデルのパラメータの設定が行えるため、実際のモデル化対象に近似した等価モデルを得ることができる。
【００２３】
また、本発明では、前記比較手段が、特徴点として前記測定手段の測定結果の波形及び前記シミュレート手段のシミュレート結果の波形の最大値と最小値との差分及び時間差を用いる。波形の特徴となる特徴点を比較し、等価モデルのパラメータを変更することにより容易な比較処理でパラメータの設定が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図２に本発明の第１実施例のブロック構成図を示す。本実施例のシミュレーションモデル作成装置１１は、インクジェットヘッド１２を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部１３（駆動信号生成手段）、駆動信号生成部１３で生成された駆動信号に応じてインクジェットヘッド１２を駆動するヘッドドライバ１４（測定手段）、インクジェットヘッド１２のメニスカスを測定するメニスカス測定器１５（測定手段）、メニスカス測定器１５で測定されたメニスカス変位を時系列的に保持する測定波形バッファ１６、インクジェットヘッド１２に近似するモデルが設定されたモデル設定部１７（モデル設定手段）、モデル設定部１７に設定されたモデルを構成する素子のパラメータ値を設定するパラメータ値設定部１８（パラメータ設定手段）、パラメータ値設定部１８でパラメータ値が設定されたモデルを駆動信号生成部１３で生成される駆動信号によりシミュレーションするシミュレータ１９（シミュレート手段）、測定波形バッファ１６に保持された実測値のメニスカス変位とシミュレータ１９でシミュレーションされたモデルのメニスカス変位とを比較し、パラメータ値設定部１８の設定パラメータ値を変更する比較部２０（比較手段）、最適パラメータを保持する最適パラメータ保持部２１、全体の動作を制御する制御部２２（制御手段）より構成される。
【００２５】
インクジェットヘッド１２は、例えば、図１０（Ｂ）に示す構成のもので、加圧装置５５にはヘッドドライバ１４が接続され、ヘッドドライバ１４からのドライブ信号に応じて駆動される。ヘッドドライバ１４には、駆動信号生成部１３から駆動信号が供給され、駆動信号生成部１３で生成された駆動信号波形と同一波形のドライブ信号を生成し、インクジェットヘッド１２の加圧装置５５に供給する。このとき、駆動信号生成部１３では、インクジェットヘッド１２の圧力室５２のバネ特性の測定の影響を最小とするために、後段のヘッドドライバ１４、及び、インクジェットヘッド１２の周波数特性を考慮して、ヘッドドライバ１４、及び、インクジェットヘッド１２での電気的・機械的損失の少ない周波数・波形の駆動信号を生成する。
【００２６】
メニスカス測定装置１５は、インクジェットヘッド１２のノズル５７に供給されたインクの液面の高さ位置（メニスカス位置）の変動を検出する装置で、インクジェットヘッド１２のノズル５７の内部にレーザー光を照射し、インクの液面からの反射光をカメラアイにより観測し、ノズル５７内におけるインクの液面の高さ位置を測定する。メニスカス測定装置１５で測定されたノズル内におけるインクの液面高さ位置は、測定波形バッファ１６に格納される。
【００２７】
一方、モデル設定部１７には、インクジェットヘッド１２にもっとも近似していると思われる等価回路のモデルが格納されている。図３に本発明の第１実施例のインクジェットヘッド１２の音響回路モデルの回路構成図を示す。インクジェットヘッド１２の音響回路モデル３０は、加圧装置で発生される駆動圧力の発生源となる駆動圧力源３１、加圧装置５５におけるインピーダンス３２、圧力室５２にインクを供給するインク供給口５６のインピーダンス３３、インク供給口５６に印加されている静圧源３４、ノズル５７のインピーダンス３５、圧力室５２のインピーダンス３６より構成される。 加圧装置５５のインピーダンス３２は、インダクタンスＬｐ、抵抗Ｒｐ、キャパシタンスＣｐを直列に接続した構成とされている。また、インク供給口５６のインピーダンスは、インダクタンスＬｓ、抵抗Ｒｓを直列に接続した構成とされている。さらに、ノズル５７のインピーダンス３５は、インダクタンスＬｎ、抵抗Ｒｎ，キャパシタンスＣｎを直列に接続した構成とされている。
【００２８】
図４に本発明の第１実施例の圧力室部分の音響回路モデルの回路構成図を示す。図４に示すモデルは、いわゆる、Ｍａｘｗｅｌｌモデルと呼ばれるもので、図１０（Ｂ）に示すインクジェットヘッドをモデル化したものである。圧力室のインピーダンス３６は、図４に示すように圧力室５２の壁及びインクの圧縮を考慮したキャパシタンスＣｃｕ１、加圧板５４の変形による容量を考慮したキャパシタンスＣｃｕ２、加圧板５４とヘッド本体５３とのあいだに設けられた弾性部材５８の変形を考慮したインピーダンス３７より構成される。弾性部材５８のインピーダンス３７は、弾性部材５８の弾性力による抵抗が考慮されており、キャパシタンスＣｃｕ３および抵抗Ｒｃｕ３を並列に接続した構成とされている。
【００２９】
なお、インクジェットヘッド１２の音響回路モデルとしては、図４に示されるＭａｘｗｅｌｌモデルの他にＶｏｉｇｔモデルと呼ばれるものが提案されている。図５に本発明の第１実施例の圧力室部分の他の音響回路モデルの回路構成図を示す。図５に示すモデルが、いわゆる、Ｖｏｉｇｔモデルと呼ばれるもので、図４に示すＭａｘｗｅｌｌモデルとは、弾性部材５８の部分のインピーダンス３８の部分が異なり、キャパシタンスＣｃｕ３と抵抗Ｒｃｕ３との接続を直列にしたものである。
【００３０】
音響回路モデルとしてモデル設定部１７に設定する場合には、実際のインクジェットヘッド１２の実測値と近似やすいモデルを設定すればよい。モデル設定部１７に設定された音響回路モデル３０を構成するキャパシタンスＣｐ、Ｃｎ、Ｃｃｕ１、Ｃｃｕ２、Ｃｃｕ３、抵抗Ｒｐ、Ｒｓ、Ｒｎ、Ｒｃｕ３、インダクタンスＬｐ、Ｌｓ、Ｌｎの値は、パラメータ設定部１８で設定される。シミュレータ１９には、パラメータ設定部１８でキャパシタンス、抵抗、インダクタンス等のパラメータ値が設定された音響回路モデル３０が供給される。
【００３１】
また、シミュレータ１９には、パラメータ値が設定された音響回路モデル３０の駆動圧力源３１の駆動圧力波形として駆動信号生成部１３で生成されヘッドドライバ１４に供給した駆動信号と同じ波形の駆動信号が供給される。シミュレータ１９は、駆動信号生成部１３で生成された駆動信号により音響回路モデル３０をシミュレーションし、ノズルのインピーダンス３５に流れる電流の波形を検出する。ノズル５７のインピーダンス３５に流れる電流は、ノズル５７に供給されるインクに対応しており、この電流の変動が実際のインクジェットヘッド１２のノズル５７でのインクの液面の位置（メニスカス位置）の変動に対応する。
【００３２】
測定波形バッファ１６に保持されたメニスカス位置の変動波形及びシミュレータ１９で検出されたノズル５７のインピーダンス３５に流れる電流変動波形は、比較部２０に供給される。比較部２０では、測定波形バッファ１６から供給されるメニスカス位置の変動波形とシミュレータ１９から供給されるノズル５７のインピーダンス３５に流れる電流の変動波形との差分の二乗和を算出する。二乗和の算出方法は、メニスカス測定器１５での測定値が、サンプリング期間［０，Ｔ］において関数Ｍｍ（ｔ）で表されるものとするとし、設定パラメータ値をｐｉとし、そのときのシミュレーション結果のサンプリング期間［０，Ｔ］における変位を表した関数をＭｓｉ（ｔ）とすると、
【００３３】
【数１】
2006218877.tif 000003
【００３４】
で求められる。比較部２０は、算出された二乗和Ｅｉが最小となる設定パラメータ値ｐｉを求める。このため、比較部２０では、今回算出された二乗和Ｅｉを前回までに算出された二乗和のうち最小の二乗和Ｅｍｉｎと比較して今回の二乗和Ｅｉが前回までに算出された二乗和の最小値より小さければ、今回の二乗和Ｅｉを最小の二乗和Ｅｍｉｎとしてそのときの設定パラメータ値ｐｉを最適パラメータとして最適パラメータ保持部２１に登録する。
【００３５】
制御部２２は、後述するように駆動信号生成部１３、シミュレータ１９、パラメータ値設定部１８、比較部２０などを制御して、インクジェットヘッド１２に対応する音響回路モデルを生成する。図６に本発明の第１実施例の制御部の動作フローチャートを示す。制御部２２では、まず、駆動信号生成部１３を制御して、前述のように予め設定された波形の駆動信号を生成してヘッドドライバ１４に供給し、インクジェットヘッド１２を駆動信号に応じた波形で駆動させる（ステップＳ１−１）。また、制御部２２は、メニスカス測定器１５及び測定波形バッファ１６を制御して、インクジェットヘッド１２の駆動時のノズルにおけるインクのメニスカス位置を測定し、駆動信号に応じたメニスカス位置の変動を測定波形バッファ１６に保持する（ステップＳ１−２）。
【００３６】
次に、制御部２２は、パラメータ値設定部１８を制御して、パラメータ値設定部１８に予め設定された複数組のパラメータ値の組より一組を選択して、モデル設定部１７に予め設定された音響回路モデル３０に代入する（ステップＳ１−３）。次に、制御部２２は、シミュレータ１９を駆動するとともに、駆動信号生成部１３を制御して、シミュレータ１９により駆動信号生成部１３から供給される駆動信号によりモデル設定部１７にパラメータ値が設定された状態で保持された音響回路モデル３０のシミュレーションを実行し、シミュレーションの結果得られるノズルのインピーダンスに流れる電流変動を求める（ステップＳ１−４）。
【００３７】
次に、制御部２２は、比較部２０を制御してステップＳ１−１で測定され、ステップＳ１−２で測定波形バッファ１６に保持されたメニスカス位置波形と、シミュレータ１９で求められたノズルのインピーダンスに流れる電流波形との差分の二乗和を求め、算出された二乗和を前回までで最小であった二乗和と比較し、今回の二乗和が前回までの最小二乗和より小さければ、今回算出の二乗和を最小二乗和とするとともに、今回のシミュレーションで用いたパラメータ値の組を最適パラメータ保持部２１に格納する（ステップＳ１−５，Ｓ１−６）。
【００３８】
制御部２２は、次に、パラメータ値設定部１８に設定された複数組のパラメータ値の組についてステップＳ１−３〜Ｓ１−６のシミュレーション及び比較が行われたか否かを判断する（ステップＳ１−７）。ステップＳ１−７でパラメータ値設定部１８に設定された複数のパラメータ値の組全てにステップＳ１−３〜Ｓ１−６のシミュレーション及び比較が実行されたと判断されると、その時最適パラメータ保持部２１に保持されているパラメータ値の組をインクジェットヘッド１２に対する最適なパラメータ値として認識する（ステップＳ１−８）。
【００３９】
以上により求められた最適パラメータをモデル設定部１７に保持された音響回路モデル３０に代入したモデルがインクジェットヘッド１２のモデルとして設定される。このように、従来は、測定が難しかった圧力室のバネ特性を音響回路モデル化することができる。したがって、音響回路モデルを用いてインクジェットヘッドのシミュレーションを行うことができ、インクジェットヘッドの設計等を容易に行うことができる。
【００４０】
図７に本発明の第２実施例のブロック構成図を示す。同図中、図１と同一構成部分には、同一符号を付し、その説明は省略する。本実施例のシミュレーションモデル作成装置４１は、メニスカス位置及びシミュレーション結果の波形から特徴となる点を抽出し、特徴となる点の振幅及び時間差を比較することにより、比較を容易なものとし、処理の高速化を図ったものである。
【００４１】
本実施例のバネ特性測定装置４１は、図１のバネ特性測定装置１１の測定波形バッファ１６、比較部２０、制御部２２に換えて、メニスカス測定器１５で測定されたメニスカス位置から特徴点を抽出する特徴点抽出部４２、特徴点抽出部４２で抽出された特徴点を格納する特徴点バッファ４３、シミュレータ１９でのシミュレーション結果から特徴点を抽出する特徴点抽出部４４、特徴点バッファ４３に格納された特徴点と特徴点抽出部４４で抽出されたシミュレーションの結果得られる特徴点との差の二乗和を算出し、前回までに算出された二乗和の最小値と比較し、今回算出された二乗和のほうが小さければ、今回算出された二乗和を最小値として登録する特徴点比較部４５、装置全体を制御する制御部４６を有してなる。
【００４２】
図８に本発明の第２実施例の特徴点抽出部４２、４４の動作説明図を示す。特徴点抽出部４２、４４では、例えば、図８に示すようなサンプリング期間［０〜Ｔ］に実線で示すようなメニスカス位置の変動があったとすると、その最大値Ｐｍａｘと最小値Ｐｍｉｎとのメニスカス位置の差Δｈと最大値Ｐｍａｘと最小値Ｐｍｉｎとの時間差Δｔとよりなる特徴点（Δｈ、Δｔ）として抽出する。
【００４３】
図９に本発明の第２実施例の制御部の動作フローチャートを示す。本実施例の制御部４６では、まず、駆動信号生成部１３を制御して、前述のように予め設定された波形の駆動信号を生成してヘッドドライバ１４に供給し、インクジェットヘッド１２を駆動信号に応じた波形で駆動させる（ステップＳ２−１）。また、制御部４６は、メニスカス測定器１５、特徴点抽出部４２、特徴点バッファ４３を制御して、インクジェットヘッド１２の駆動時のノズルにおけるインクのメニスカス位置を測定し、駆動信号に応じたメニスカス位置の変動から前述したように特徴点を抽出し、特徴点バッファ４３に保持する（ステップＳ２−２）。
【００４４】
次に、制御部４６は、パラメータ値設定部１８を制御して、パラメータ値設定部１８に予め設定された複数組のパラメータ値の組より一組を選択して、モデル設定部１７に予め設定された音響回路モデル３０に代入する（ステップＳ２−３）。次に、制御部４６は、シミュレータ１９を駆動するとともに、駆動信号生成部１３を制御して、シミュレータ１９により駆動信号生成部１３から供給される駆動信号によりモデル設定部１７にパラメータ値が設定された状態で保持された音響回路モデル３０のシミュレーションを実行する（ステップＳ２−４）。
【００４５】
次に、制御部４６は、シミュレーションの結果得られたノズルのインピーダンスに流れる電流変動より、特徴点抽出部４４により前述のようにして特徴点（Δｈ２、Δｔ２）を抽出する（ステップＳ２−５）。次に、制御部４６は、比較部４５を制御してステップＳ２−１で測定され、ステップＳ２−２で特徴点バッファ４３に保持された特徴点（Δｈ１、Δｔ１）とシミュレータ１９でのシミュレーションの結果から抽出された特徴点（Δｈ２、Δｔ２）との差の二乗和を算出し、算出された二乗和を前回までで最小であった二乗和と比較し、今回の二乗和が前回までの最小二乗和より小さければ、今回算出の二乗和を最小二乗和とするとともに、今回のシミュレーションで用いたパラメータ値の組を最適パラメータ保持部２１に格納する（ステップＳ２−６，Ｓ２−７）。
【００４６】
制御部４６は、次に、パラメータ値設定部１８に設定された複数組のパラメータ値の組についてステップＳ２−３〜Ｓ２−７のシミュレーション及び比較が行われたか否かを判断する（ステップＳ２−８）。ステップＳ１−７でパラメータ値設定部１８に設定された複数のパラメータ値の組全てにステップＳ２−３〜Ｓ２−７のシミュレーション及び比較が実行されたと判断されると、その時最適パラメータ保持部２１に保持されているパラメータ値の組をインクジェットヘッド１２に対する最適なパラメータ値として認識する（ステップＳ２−９）。
【００４７】
本実施例によれば、実測値はその特徴点（Δｈ１、Δｔ１）を抽出したものを特徴点バッファ４３に格納すればよいため、特徴点バッファ４３の容量が極めて小さくて済む。また、比較時にも特徴点の差（Δｈ１−Δｈ２）、（Δｔ１−Δｔ２）の二乗和を算出すればよいため、計算が簡単になり処理時間を短縮できる。さらに、特徴点を抽出する構成であるので、実測値とシミュレーションとでサンプリング期間に若干のずれが生じてもサンプリング期間のずれはキャンセルすることができる。
【００４８】
上述の如く、本発明によれば、モデル化対象に近似した等価モデルを生成し、生成した等価モデルを所定の駆動信号でシミュレーションして、そのシミュレーションの結果を同じ駆動信号により測定した実測値と比較し、その比較結果に応じて等価モデルのパラメータを設定しなおすことにより、実測値に近似した等価モデルを作成することができ、求められた等価モデルを用いてシミュレーションが行え、製品の設計を効率よく行える等の特長を有する。
【００４９】
また、本発明によれば、所定のサンプリング期間における波形を比較することにより、過渡現象を加味した等価モデルのパラメータの設定が行えるため、実際のモデル化対象に近似した等価モデルを得ることができる等の特長を有する。また、本発明によれば、波形の特徴となる特徴点を比較し、等価モデルのパラメータを変更することにより容易な比較処理でパラメータの設定が行えるため、高速に処理が行える等の特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】本発明の第１実施例のブロック構成図である。
【図３】本発明のインクジェットヘッドの音響回路モデルの回路構成図である。
【図４】本発明の第１実施例の圧力室の音響回路モデルの回路構成図である。
【図５】本発明の第１実施例の圧力室の他の音響回路モデルの回路構成図である。
【図６】本発明の第１実施例の制御部の動作フローチャートである。
【図７】本発明の第２実施例のブロック構成図である。
【図８】本発明の第２実施例の特徴点抽出部の動作説明図である。
【図９】本発明の第２実施例の制御部の動作フローチャートである。
【図１０】インクジェットヘッドの概略構成図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 駆動信号生成手段
２ 測定手段
３ 等価回路記憶手段
４ パラメータ設定手段
５ シミュレート手段
６ 比較手段
１１、４１ シミュレーションモデル作成装置
１２ インクジェットヘッド
１３ 駆動信号生成部
１４ ヘッドドライバ
１５ メニスカス測定器
１６ 測定波形バッファ
１７ モデル設定部
１８ パラメータ値設定部
１９ シミュレータ
２０ 比較部
２１ 最適パラメータ
２２ 制御部
４２、４４ 特徴点抽出部
４３ 特徴点バッファ
４５ 特徴点比較部
４６ 制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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